Question

【题目】家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R1是加热电热丝，R2是保温电热丝，R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）
（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R2的电阻值．
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量？[C液=1.8×103J/（kg℃）]
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：保温电热丝消耗的功率：P保=Pcd﹣P动=1200W﹣1100W=100W

保温电热丝阻值：R2= = =484Ω

答：保温电热丝R2的电阻值为484Ω

（2）解：液体乙烯材料吸收热量：

Q=C液m△t=1.8×103J/（kg℃）×6kg×（70℃﹣20℃）=5.4×105J

答：液体乙烯材料吸收的热量为5.4×105J

（3）解：发光二极管正常工作的电流：IL= = =0.1A

发光二极管支路消耗的功率：P支=U×IL=220V×0.1A=22W

加热电热丝消耗的功率：P加=Pab﹣P支=1522W﹣22W=1500W

加热电热丝产生的热量：Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J

答：该过程中加热电热丝产生的热量为6×105J

【解析】根据题干所给信息进行分析得：旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，可得出R2消耗的功率，由公式R2=U2/P保可以算出R2的阻值；由吸热公式Q=C液m△t可以算出液体乙烯材料吸收热量；当温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，由电路消耗功率为1522W减去发光二极管所在支路消耗的功率，便是热电热丝R1消耗的功率，进而利用公式Q=W=Pt（纯电阻）计算出加热电热丝R1产生的热量．
【考点精析】掌握热量的计算和欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．